【摘 要】
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以逆布雷顿循环为基础的透平制冷机具有大冷量、长寿命、低震动、高可靠的优势,目前已在70 K温区NICMOS制冷机、20 K温区ZBO制冷机和MELFI多温区低温储箱等空间项目上得到了应用.透平-逆布雷顿循环制冷机采用永磁电机驱动的气浮无油离心压缩机,其最高转速达55.2万转/分,效率可达67％;透平膨胀机采用膨胀-发电一体技术,可有效回收膨胀功,最高效率77％;高效紧凑式间壁换热器则出现了微管壳式换热器、硅片微加工换热器等新技术,有效提升了比表面积,降低了传热温差,换热效率预计可超99.5％.逆布雷顿制冷
【机 构】
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西安交通大学能源与动力工程学院,西安710049;北京空间飞行器总体设计部,北京100094;低温技术安徽省重点实验室,合肥230088
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以逆布雷顿循环为基础的透平制冷机具有大冷量、长寿命、低震动、高可靠的优势,目前已在70 K温区NICMOS制冷机、20 K温区ZBO制冷机和MELFI多温区低温储箱等空间项目上得到了应用.透平-逆布雷顿循环制冷机采用永磁电机驱动的气浮无油离心压缩机,其最高转速达55.2万转/分,效率可达67％;透平膨胀机采用膨胀-发电一体技术,可有效回收膨胀功,最高效率77％;高效紧凑式间壁换热器则出现了微管壳式换热器、硅片微加工换热器等新技术,有效提升了比表面积,降低了传热温差,换热效率预计可超99.5％.逆布雷顿制冷机制冷温度最低已达液氦温区,可获得千瓦级大冷量,在空间多温区大冷量制冷领域具有巨大的应用潜力.
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对CO2气体流经多层微通道制冷器的温降特性进行了实验研究.CO2气体的入口压力分别为0.73 MPa和1.1 MPa,入口温度为14℃.实验测得制冷器试件表面冷端最低温度分别为-8.58℃和-40.36℃.入口压力越大,冷端表面温度越低.后选用合适的实验关联式,对CO2气体在微通道制冷器内流动的两种试验工况进行理论分析和计算,得到气体最低冷端温度分别为-14.70℃和-44.10℃.考虑到试件表面与CO2气体之间存在一定的传热温差,与实验结果的比较表明理论分析与计算结果较为合理.
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